Оценка эффективности полногеномного секвенирования для кариотипирования клеток спонтанных абортусов с отсутствием пролиферативной активности

Введение. Определение хромосомного дисбаланса имеет важное клиническое и биологическое значение при спонтанном прерывании беременности. Оно необходимо для установления причины невынашивания, исключения наследственных факторов, дальнейшего генетического консультирования, а также для понимания механизмов формирования хромосомных аномалий. Золотым стандартом анализа кариотипа является микроскопический анализ хромосом после GTG-окрашивания. Однако этот метод имеет ограничения, так как зависит от митотической активности клеток и наличия хорошо визуализированных хромосом. Альтернативным цитогеномным подходом для определения хромосомного дисбаланса может быть полногеномное секвенирование с низким покрытием и его модифицированные алгоритмы для сверхнизкого покрытия, применяемые для детекции анеуплоидий и крупных вариаций числа копий.

Цель: провести полногеномное секвенирование со сверхнизким покрытием для молекулярного кариотипирования спонтанных и медицинских абортусов.

 Методы. В работе использовался некультивируемый материал экстраэмбриональной мезодермы спонтанных и медицинских абортусов. Молекулярное кариотипирование выполнено методом полногеномного секвенирования со сверхнизким покрытием. Полученные результаты верифицировались посредством флуоресцентной гибридизации in situ (FISH) и ПЦР в реальном времени.

Результаты. Среди спонтанных абортусов анеуплоидии были выявлены в 25 из 71 (35,2%) случая, наиболее частыми нарушениями оказались трисомии по аутосомам (92%), в то время как аномалии числа половых хромосом были выявлены в 8% случаев. Полиплоидия была выявлена в 4 из 71 случая (5,6%), что дало суммарную частоту встречаемости хромосомных аномалий 40,8%.

Выводы. Определение эффективности и специфичности полногеномного секвенирования со сверхнизким покрытием для обнаружения анеуплоидий показало значения в 100% для обоих показателей в контрольных группах. Подтверждение аномалий кариотипа спонтанных абортусов референсными методами показало, что полногеномное секвенирование со сверхнизким покрытием эффективно в диагностике анеуплоидий при отсутствии альтернативных методов.

1. American College of Obstetricians and Gynecologists’ Committee on Practice Bulletins—Gynecology. ACOG Practice Bulletin No. 200: Early Pregnancy Loss. Obstet Gynecol. 2018;132(5):e197-e207. doi:10.1097/AOG.0000000000002899

2. Essers R., Lebedev I.N., Kurg A., et al. Prevalence of chromosomal alterations in first-trimester spontaneous pregnancy loss. Nat Med. 2023;29(12):3233-3242. doi:10.1038/s41591-023-02645-5

3. Smolander J., Khan S., Singaravelu K., et al. Evaluation of tools for identifying large copy number variations from ultra-low-coverage whole-genome sequencing data. BMC Genomics. 2021;22(1):357. doi:10.1186/s12864-021-07686-z

4. Lund R.J., Nikula T., Rahkonen N., et al. High-throughput karyo- typing of human pluripotent stem cells. Stem Cell Res. 2012;9(3):192-195. doi:10.1016/j.scr.2012.06.008 8

5. Lund R.J., Närvä E., Lahesmaa R. Genetic and epigenetic stability of human pluripotent stem cells. Nat Rev Genet. 2012;13(10):732-744. doi:10.1038/nrg3271

6. Kader T., Goode D.L., Wong S.Q., et al. Copy number analysis by low coverage whole genome sequencing using ultra low-input DNA from formalin-fixed paraffin embedded tumor tissue. Genome Med. 2016;8(1):121. doi:10.1186/s13073-016-0375-z

7. Chin S.F., Santonja A., Grzelak M., et al. Shallow whole genome se- quencing for robust copy number profiling of formalin-fixed paraf- fin-embedded breast cancers. Exp Mol Pathol. 2018;104(3):161-169. doi:10.1016/j.yexmp.2018.03.006

8. Benjamini Y., Speed T.P. Summarizing and correcting the GC con- tent bias in high-throughput sequencing. Nucleic Acids Res. 2012;40(10):e72. doi:10.1093/nar/gks001

9. Quinlan A.R., Hall I.M. BEDTools: a flexible suite of utilities for comparing genomic features. Bioinformatics. 2010;26(6):841-842. doi:10.1093/bioinformatics/btq033

10. Yakut S., Toru H.S., Çetin Z., et al. Chromosome abnormalities iden- tified in 457 spontaneous abortions and their histopathological find- ings. Turk Patoloji Derg. 2015;31(2):111-118. doi:10.5146/tjpath.2015.01303

11. Vlachadis N., Papadopoulou T., Vrachnis D., et al. Incidence and Types of Chromosomal Abnormalities in First Trimester Sponta - neous Miscarriages: a Greek Single-Center Prospective Study. Maedica (Bucur). 2023;18(1):35-41. doi:10.26574/maedica.2023.18.1.35

12. Zhou W., Dinh H.Q., Ramjan Z., et al. DNA methylation loss in late-replicating domains is linked to mitotic cell division. Nat Gen- et. 2018;50(4):591-602. doi:10.1038/s41588-018-0073-4

13. Tisato V., Silva J.A., Scarpellini F., et al. Epigenetic role of LINE-1 methylation and key genes in pregnancy maintenance. Sci Rep. 2024;14(1):3275. doi:10.1038/s41598-024-53737-2

14. Zhou Q., Xiong Y., Qu B., Bao A., Zhang Y. DNA Methylation and Recurrent Pregnancy Loss: A Mysterious Compass?. Front Immunol. 2021;12:738962. doi:10.3389/fimmu.2021.738962

15. Matsumoto Y., Shinjo K., Mase S., et al. Characteristic DNA meth- ylation profiles of chorionic villi in recurrent miscarriage. Sci Rep. 2022;12(1):11673. doi:10.1038/s41598-022-15656-y